IC卡城市供暖计费系统说明书Word格式.docx

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目前，我国城市集中供热收费的基本情况仍然是，仍按传统的建筑面积结算收费，这既不科学又不公平合理。

2003年7月，建设部、国家发改委等八个部委印发了《关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见》，意见中明确要求城镇供热体制改革要逐步实行按用热量计量收费制度，积极推进城镇现有住宅节能改造和供热采暖设施改造[1]。

随着微电子技术，电子计算机技术，智能检测技术以及现代通信技术的迅猛发展，在供暖计费系统设计中遇到的问题都可以迎刃而解了。

1.2国内外发展状况

集中供暖计量收费是20世纪70年代中期由欧洲开始的。

相应的“热表”，也经历了从机械式、电子数字积分式，直到微处理器为基础的智能式的发展过程。

1988年，国际法制计量组织公布了世界上第一个国际性的标准文件：

“OIML-R75号国际建议热量表（Heatmeters）”。

到90年代，户用热量表基本上定型，设计趋于一致。

1997年4月，欧洲共同体正式通过了统一的热量表标准代号为EN1434。

现在向中国市场上推销的欧洲各国的热量表，大部分都标明了“符合OIML-R75标准”和“符合EN-1434标准”。

这既是给用户一个选择、判断的基本依据，也表明了欧洲热量表技术成熟和标准化的程度。

欧洲的热量表在中国应用时，存在以下的局限性：

1）欧洲热量表积分计算仪一律采取的是K系数补偿的方式。

K系数的取值在进水和回水上是不同的。

只能规定其中一个固定的位置，不得变换。

因此，欧洲的热量表一般规定要安装在回水管道上，也就是流量计只能测回水的流量。

2）欧洲热量表采用的测温元件是PT100和PT500，而且PT100居多（即在0℃时电阻值为100欧姆）。

测温探头的引线电阻必然会给测量带来误差；

因此对引线电缆的长度有严格的要求。

一旦配对完毕，不可任意延长或缩短。

3）国际法制计量组织OIML-R75规程中，对“热能表”的定义是：

“适用于测量在热变换环路中，被称作载热液体的液体所吸收或转换热能的仪器”。

但是迄今为止，欧洲的热量表绝大多数只能测量供热量，不能测量供冷量（吸热量）。

或者，测量供热和供冷要分别由两只不同的表完成。

据悉，最近，德国已开始了“冷热两用”热量表的研究[2]。

此外，当然还有价格昂贵的问题。

几年来，从欧洲有关公司在中国几个城市的试点情况来看，在节能效果上都得出了肯定的结论，但推广却受到阻力。

除去有关政策因素之外，价格也不能不认为是一个重要的原因。

我国城市集中供热收费的基本情况是,供热企业与热用户根本没有计量仪表,城市供热若不进行计量并按热用户使用热量多少收费,就会造成能源浪费,投资增多,供热企业技术与管理水平低,供热效果不好,直至造成热用户拖欠热费,供热企业运行困难等严重问题。

按建筑物使用性质的不同，供暖制度可分为两大类：

其一是连续供暖制度，即24小时内都是使用时间，要求室内平均温度全天都保持设计温度。

其二是间歇供暖，即每天并不是24小时供暖，甚至每周内也不是每天都要求供暖，只要求在使用时间内的室内平均温度保持设计温度，其它时间可以降低温度。

目前，城市集中供热系统所存在的主要问题是：

1运行的室外管网多为枝状管网，近热远冷，水力工况失调，导致只能用大流量超负荷供热来保证供热标准；

2室内多采用单管系统。

各热用户不能根据室内温度调节热量，造成热能浪费；

3目前城市供热系统大多数不能根据室外温度变化而适时有效地调节供热流量和供水温度。

我国各地的供热收费办法，都是根据当地的具体情况确定的。

大概有如下几种：

（1）按建筑面积收费。

这种方法主要用于城市采暖用热的用户。

是目前各类城市中采用较多的一种方法。

（2）按使用面积收费。

这种方法与第3种方法基本相同。

两种方法在粗略估算时以建筑面积乘以0.7等于使用面积。

（3）按安装的散热器数量收费。

这种方法在个别中小城市中采用。

主要是为了制止、控制某些居民随意在居住建筑中增设散热器而采用的办法。

综上，我国还依然存在着供暖计费不合理的问题，而且造成资源浪费等诸多问题。

1.3本文的主要研究内容

本文主要围绕IC卡供暖系统的提出、构建方案和实现，按照从分析到设计的顺序展开论述。

内容概要如下：

第二章IC卡供暖系统总体结构，先从原理上论述了热量计算原理和IC卡计费原理工作原理。

第三章硬件部分，具体从温度测量电路、流量传感器、LCD液晶显示、电动阀驱动和IC卡及接口电路等方面对IC卡供暖计费系统的硬件实现加以祥述。

第四章软件部分，详细论述了初始化程序、中断服务子程序、计量中断处理子程序、IC卡中断处理子程序、时钟中断处理子程序等软件程序的实现。

第五章结束语，对研究工作的总结和未来工作的展望。

第2章供暖计费系统的概述

供暖计费一体化系统，它包括数据采集器等功能部分。

系统能保证热量计量的准确性，为供热计费管理信息化建设奠定了良好的基础。

本章首先介绍了供暖系统的计费原理，然后根据原理选出了所需要的传感器，阀体，电源等。

2.1供暖计费原理

在供热用户中安装热量表，当热水流经供热用户时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及热水流经的时间，通过单片机可计算并显示供热用户所吸收的热量，公式为：

式中：

Q---供热用户所吸收的热量，J或W·

h

---流经热量表的水的质量流量，kg/h

---流经热量表的水的体积流量，

/h

ρ---流经热量表的水的密度，kg/

△h---供热用户的入口和出口温度下水的焓值差，J/kg

τ---时间，h

目前，国产热量表的热量计量方法基本可以分为以下几种：

1）直接焓差法

式中

、

为入口热载体与出口热载体的定压比热容；

为瞬时体积流量、瞬时质量流量；

为入口与出口温度下的载热流体密度；

为入口与出口的温度。

该公式计算简单，只要根据实测温度

与

查表得

及

等4个常数，代入式中即可。

显然，温度测量精度越高，数据表所占的存储空间越大。

对于实测温度，需要采用线性插值等近似计算技术，通过搜索与其距离最近的点计算相应的焓值，从而得出瞬时热量。

但这一方法会带来人为误差。

2）常系数焓差法

为定压比热容，

=

视为常数。

该方法计算简便，为常数，使得程序的计算量减少，计算速度大大加快。

3）分段式k系数法

式中k是热交换系数，当压力一定时，它随温度而变化，将其按回水温度进行分类:

<

=

;

>

该方法将热交换系数量化为三个分段常数，在一定程度上对其进行了温度修正。

式中三个关键常数凭经验来确定，而且温度区间划分较粗,温度适应性依然较差。

因此,分段式k系数法仅适用于对热量计量的精度要求不高，温差变化也较小的情况。

以上无论是焓差法还是分段式k系数法都可以达到一定的精度。

k系数值取决于热量表的体积流量计是安装在进水还是在回水的系统中。

即使在同一温差条件下，也